Quel est le meilleur scanner 3D du visage en 2024 ?
La multiplication des smartphones modernes équipés d’une caméra a considérablement facilité le scan 3D du visage d’une personne, afin de créer un avatar virtuel ou d’imprimer en 3D des objets originaux. Mais le scan du visage ne se limite pas à un amusement. Passez à un appareil de qualité professionnelle et vous pourrez bientôt créer des modèles de visage ultra-précis destinés à des applications concrètes.
De nombreuses technologies de scan facial sont désormais tellement ancrées dans notre vie quotidienne que nous ne les remarquons même pas. Vous avez besoin d’un implant dentaire ? Votre cabinet dentaire peut très bien scanner votre bouche. Vous possédez un nouvel iPhone ? Il intégrera une fonction de reconnaissance faciale. Vous avez récemment regardé des animations à la télévision ou au cinéma qui vous paraissent réalistes ? Il est tout à fait possible que vous ayez admiré des images de synthèse réalisées à l’aide du scan 3D du visage.
Pour en savoir plus sur les utilisations possibles de cette technologie, lisez la suite. Nous vous expliquerons comment elle fonctionne, à quel moment vous devriez opter pour un scanner 3D du visage professionnel et quelles sont ses applications actuelles dans l’industrie.
Le scan du visage : plus qu’une nouveauté
À première vue, scanner quelqu’un en 3D peut paraître ludique. Sortir son smartphone, télécharger une application, prendre des photos du visage d’un ami et appliquer des effets amusants au modèle 3D obtenu. Il est même possible de l’exporter pour l’imprimer en 3D afin d’en faire une figurine. Mais en creusant un peu, vous découvrirez que cette technologie peut être utilisée pour bien davantage.
Le scan 3D du visage trouve sans cesse des applications dans le monde réel. Ce n’est pas toujours très médiatisé, mais beaucoup d’entre nous utilisent déjà cette technologie tous les jours. Si vous possédez un iPhone depuis 2017, il est équipé de FaceID, une fonctionnalité basée sur les algorithmes de scan 3D d’Artec qui compare votre visage à une base de données de scans, avant d’accorder ou de refuser l’accès à l’appareil.
Point clé
Les smartphones sont parfaits pour s’amuser, mais pour aller plus loin, il faut un scanner 3D professionnel.
Le scan 3D du visage ne concerne pas seulement les smartphones, il se développe également dans d’autres secteurs d’activité. En CGI, par exemple, les studios ont commencé à utiliser la technologie pour numériser les acteurs et les transformer en personnages de films ou de jeux vidéo. Grâce à leur précision, les appareils haut de gamme peuvent également être utilisés dans le domaine de la santé, pour la fabrication sur mesure d’orthèses faciales ou corporelles.
Même la Maison Blanche a adopté cette technologie, se servant d’un scan 3D photoréaliste du Président Barack Obama pour créer le premier portrait présidentiel en 3D d’un dirigeant américain.
Bien entendu, tous les scanners 3D pour le visage ne sont pas conçus de la même manière, et certaines applications seront hors de portée pour les novices en la matière. Commençons donc par étudier les possibilités offertes par les appareils grand public, avant de passer à des scanners plus sophistiqués.
Les smartphones comme scanners 3D
Tous les smartphones modernes sont désormais équipés de caméras haute résolution et compatibles avec les applications, si bien que les technologies de scan et de reconnaissance faciale sont passées du statut de niche à celui de produit grand public.
Comme pour les scanners professionnels, le niveau de détail des modèles 3D obtenus avec un smartphone dépend du processus, du matériel et du logiciel utilisés. Si vous possédez un iPad Pro depuis 2020 ou un iPhone 12 Pro ou plus récent, votre appareil est équipé de deux caméras : une caméra TrueDepth pour la reconnaissance faciale et une caméra de détection et de télémétrie par la lumière (LiDAR).
Si la première projette des milliers de points infrarouges sur le visage d’une personne afin d’analyser et de créer une carte de profondeur de ses caractéristiques, la LiDAR est plus polyvalente. La technologie fonctionne en mesurant le temps nécessaire à un laser pulsé pour rebondir sur la surface d’un objet. Grâce au LIDAR et à des applications telles que Scaniverse ou Polycam, il est possible de numériser en haute résolution n’importe quel objet de la maison ou un visage humain, même si la capture de la géométrie est limitée.
Le matériel Android diffère d’un modèle à l’autre ; la plupart des applications fonctionnent sur ces appareils, mais la résolution de la caméra aura un impact sur la netteté et les détails du maillage. Si vous souhaitez jouer avec d’autres gadgets, il est possible d’utiliser les caméras Kinect de la Xbox comme scanners. Elles capturent les formes mieux que les smartphones, mais avec moins d’exactitude et de précision que les appareils professionnels.
Point clé
Si les scans de smartphones capturent des couleurs vives, ils manquent de détails précis. Si l’on supprime la texture, au lieu de voir un visage, on se retrouve avec un mannequin sans traits.
Il est possible d’optimiser les scans de smartphones en respectant quelques règles. Tout d’abord, vous devez vous assurer que l’endroit que vous scannez est uniformément éclairé, afin que les ombres ne gâchent pas vos résultats Une fois l’installation terminée, il est préférable de marcher autour de la personne à numériser, en la scannant d’une oreille à l’autre. Veillez également à ce qu’elle soit assise ou debout devant un objet monochrome, afin que les capteurs de profondeur de votre caméra puissent distinguer plus facilement le visage de l’arrière-plan.
Naturellement, il existe des limites à ce que les caméras des smartphones permettent de réaliser. Elles permettent de créer des répliques 3D de visages aux couleurs vives, mais elles ne contiennent pas suffisamment de données géométriques pour un usage autre que ludique.
Quelle est la place de la photogrammétrie ?
Si votre smartphone n’est pas équipé d’un LiDAR, vous pouvez toujours numériser le visage humain, mais avec la photogrammétrie plutôt qu’avec le scan 3D. À l’aide de n’importe quel appareil photo, il est possible de prendre plusieurs photos superposées d’une personne ou d’un objet sous différents angles, avant de générer un maillage 3D texturé grâce à un logiciel spécialisé. Toutefois, le matériel est également susceptible de modifier les résultats.
Si la photogrammétrie sur smartphone peut produire des maillages acceptables, il est préférable d’opter pour un appareil photo sans miroir ou un reflex numérique à objectifs interchangeables pour aller plus loin. Non seulement les appareils photo sophistiqués fonctionnent mieux dans des conditions d’éclairage difficiles, mais ils offrent également davantage d’options de mise au point.
Il suffit de regarder la qualité des modèles de photogrammétrie en CGI (une industrie où il est peu probable de trouver des photos prises avec un smartphone) pour se rendre compte de la différence.
Cela dit, quelle que soit la manière dont vous utilisez la technologie, il faut compter quelques minutes pour capturer des dizaines de photos, ce qui la rend plus lente que le scan 3D. Sous forme de cabine de capture, elle sera également beaucoup plus encombrante, et donc si l'on compare la photogrammétrie au scan 3D en CGI, ce dernier l’emporte largement en termes de rapidité et de commodité.
Les meilleurs scanners 3D professionnels
Artec Eva
De nos jours, de nombreux scanners 3D professionnels sont conçus pour répondre à certaines utilisations, mais si vous recherchez un scanner facial polyvalent, vous ne pouvez pas vous tromper avec l’Artec Eva. Avec un poids de 900 grammes, ce scanner léger et compact est plus lourd qu’un smartphone, mais plus léger que la plupart de ses concurrents, et suffisamment maniable pour permettre une capture rapide et facile des détails.
Le scanner Eva numérise les visages en seulement 5 à 10 secondes, mais c'est surtout sa résolution qui lui permet de surpasser la photogrammétrie. Capable de capturer les détails les plus fins du visage jusqu’à 0,2 mm, l’appareil produit des modèles texturés qui reflètent fidèlement l’anatomie des personnes. Si vos scans ne servent qu’à créer des objets d’exposition, il n’est peut-être pas utile d’investir dans cet appareil, mais dans des domaines comme la médecine, il est essentiel.
La clinique de chirurgie esthétique AVSAR, en Turquie, en est un excellent exemple. Le Dr Avşar y fabrique des masques de chirurgie plastique à l'aide du scan 3D qui représentent exactement l’apparence des patients après l’intervention. Auparavant, la fabrication des masques était laborieuse et ils manquaient de détails, ce qui exposait la clinique à des plaintes prétendant que les opérations n’avaient pas donné les résultats annoncés. Mais depuis que le docteur Avşar a adopté Eva, ses patients peuvent prendre des décisions plus éclairées.
Artec Leo
Si vous souhaitez combiner la précision d’Eva avec la rapidité et la liberté de scan d’un téléphone, l’Artec Leo plus perfectionné à lumière structurée est une alternative unique en son genre. Seul scanner sans fil piloté par l’IA sur le marché, Leo capture les portraits avec une plus grande précision que les appareils grand public, tout en conservant la même fonctionnalité « point-and-shoot ».
Point clé
Les scanners Artec Leo et Eva capturent des visages avec une résolution bien supérieure à celle des smartphones, ce qui permet de les utiliser dans les applications médicales exigeantes.
Grâce à son écran intégré, l’appareil est plus facile à adopter que les autres scanners 3D professionnels, dont les câbles obligent les utilisateurs à se connecter à un ordinateur. Sa vitesse de scan de 35 millions de pts/s lui permet de numériser des visages en une poignée de secondes, bien plus rapidement que tous ses rivaux portatifs.
Cette rapidité ne diminue en rien la finesse des détails capturés. En mode HD, Leo peut capturer les plus petites caractéristiques du visage avec une résolution de seulement 0,2 mm et produire des scans d’un réalisme époustouflant. Ce mode permet également de reconstruire les poils du visage alors que les smartphones rencontrent généralement plus de difficultés dans ce domaine, et les modèles obtenus présentent ainsi des barbes à l’aspect plus mousseux.
Artec Space Spider
Pour les travaux aux tolérances extrêmement strictes dans des domaines tels que la planification médicale, la production d’implants dentaires et la numérisation archéologique, l’Artec Space Spider basé sur la technologie de la lumière bleue et offrant une précision de 0,05 mm et une résolution de 0,1 mm, est la solution idéale.
Point clé
Space Spider capture les détails du visage, comme la profondeur du contour des yeux, la forme du nez et les imperfections de la peau, avec une précision incroyable.
La numérisation de visages humains peut prendre un peu plus de temps qu’avec Eva ou Leo, mais que valent 40 secondes lorsque les modèles 3D obtenus sont si réalistes qu’il est possible de distinguer les moindres bosses et rides sur le visage des gens ? La preuve en est déjà là : parallèlement à Eva, des experts en VFX ont utilisé l’appareil pour créer un personnage en CGI d’une réalisme effrayant pour la série télévisée Sleepy Hollow.
Dans le domaine de la recherche archéologique, Space Spider a également reconstitué le visage d’un homme vieux de 10 000 ans, avec une précision exceptionnelle. Alors que ses ossements ont été retrouvés il y a plus de 100 ans, seul l’avènement de technologies telles que Space Spider a permis de recréer fidèlement l’homme des cavernes du Mésolithique et de l’exposer dans différents musées européens.
Artec Studio
Conçu pour faciliter et accélérer le scan 3D haute résolution d’Artec, Artec Studio est le compagnon idéal de capture et de traitement des données de scan de qualité professionnelle. Si vous êtes novice en matière de numérisation du visage, le pilote automatique du logiciel est parfait pour automatiser de nombreuses étapes d’édition habituellement manuelles, et il vous permet de passer du scan au maillage en 1 à 2 minutes seulement.
Avec Artec Studio, vous pouvez également combiner des scans provenant de différents appareils. En pratique, cela vous permet de capturer rapidement le visage d’une personne avec Eva ou Leo, puis de fusionner ces données avec un scan Space Spider de plus haute résolution en un seul clic, afin d’obtenir des résultats plus réalistes.
S’agissant du scan d’objets en mouvement tels que les visages, Artec Studio a également un atout dans sa manche. Les algorithmes du logiciel compensent les petits mouvements impossibles à éviter lors de la numérisation de personnes, en particulier les enfants agités qu’il est difficile de maintenir immobiles.
Par ailleurs, le programme exploite l’IA pour capturer les détails fins tels que les imperfections, tandis que son mode HD (disponible avec Leo et Eva) facilite la numérisation des cheveux, notoirement difficiles à scanner. Si vous avez besoin de créer des modèles de visage 3D aux couleurs particulièrement vives, Artec Studio permet même de combiner les scans avec la photogrammétrie, afin d’obtenir des textures vraiment éclatantes.
Avant d’aborder les applications, intéressons-nous à la technique de numérisation des visages et à la manière d’obtenir les meilleurs résultats possibles.
Comment scanner un visage en 3D
Votre workflow global variera en fonction de la technologie utilisée. Un scan LiDAR à partir d’un smartphone est souvent aussi simple que de télécharger une application et de suivre les instructions. Même s’il produit des maillages de moindre qualité, le processus en lui-même est similaire à celui de la numérisation 3D professionnelle : il faut positionner une personne avant d’évoluer autour d’elle, et numériser son visage au fur et à mesure.
Ce workflow de base implique que certaines mesures peuvent être prises pour améliorer globalement les résultats. Avant de commencer, assurez-vous que la personne à numériser est placée à une distance égale de la source de lumière la plus proche afin d’éviter les ombres, et prévoyez un espace d’environ 1,5 mètre.
Afin de limiter les changements d’expressions de son visage, demandez-lui de se concentrer sur un point situé juste au-dessus de sa ligne de mire, et n’oubliez pas de lui rappeler de ne pas parler ou de ne pas rire. Si la personne porte des lunettes, il est préférable de les enlever car elles reflètent la lumière du scanner. Il est toujours possible de numériser les accessoires du visage séparément et de les ajouter ultérieurement.
Une fois que vous avez commencé, il est préférable de scanner rapidement pour limiter les changements d’expression, en allant d’une oreille à l’autre, en inclinant si nécessaire, tout en numérisant chaque zone une seule fois. Avec les appareils haut de gamme, vous pouvez ensuite capturer des scans du corps précis en quelques secondes, ou passer directement à l’édition ; Artec Studio dispose d’une série d’outils d’édition qui permettent d’aligner plusieurs scans pour prendre en compte de légers mouvements.
En cas de doute, n’oubliez pas de demander à la personne que vous scannez :
- De se concentrer sur un point situé juste au-dessus de sa ligne de mire
- De prendre une pose stable et confortable (pour minimiser les mouvements)
- De ne pas rire et d’essayer de ne pas bouger le visage (les scanners rapides sont utiles dans ce cas)
- D’enlever les accessoires tels que les lunettes qui pourront toujours être rajoutées plus tard.
- De se détendre pendant que vous effectuez le scan d’une oreille à l’autre, puis autour de la tête en décrivant un arc de cercle.
Pensez à ne scanner qu’une seule fois chaque partie du visage, car les muscles faciaux sont très sensibles aux mouvements !
Que vous utilisiez des images issues d’un téléphone ou d’un appareil photo haut de gamme, bon nombre de ces conseils peuvent également s’appliquer à la photogrammétrie, où l’éclairage et l’arrière-plan sont également susceptibles de modifier la qualité du résultat. Cela dit, vous devrez non seulement régler ces aspects, mais aussi calibrer l’objectif, gérer le flou et le chevauchement des images, autant de problèmes qui peuvent être évités grâce au scan 3D professionnel.
Point clé
Plus vous numérisez rapidement le visage d’une personne, moins vous rencontrerez de problèmes. La vitesse et la technique sont essentielles ; et en la matière, les scanners 3D d’Artec sont remarquables.
Applications
Reconnaissance faciale
Ce n’est peut-être pas la première application de scan du visage à laquelle on pense, mais la reconnaissance faciale est de loin la plus répandue. Depuis 2011, les développeurs de smartphones ont régulièrement mis en place la reconnaissance faciale en tant que dispositif de sécurité. Généralement pilotée par l’IA, la technologie fonctionne en vérifiant les caractéristiques du visage d’une personne par rapport à une base de données de scan virtuel.
Outre la vérification des comptes, cette technologie est utilisée comme outil d’identification des clients potentiels par les médias sociaux et les sociétés de marketing. Aux États-Unis, la reconnaissance faciale trouve également de plus en plus d’applications dans le domaine de la sécurité aéroportuaire, et elle permet aux forces de l’ordre de localiser les passagers suspects tout en veillant à ce que les voyageurs normaux puissent poursuivre leur voyage.
Le shopping en ligne
Dans le secteur du commerce de détail, le scan du visage et du corps humain permet de remédier à l’un des principaux inconvénients du shopping en ligne : l’impossibilité d’essayer les articles. Des applications telles que Wearfits combinent le scan 3D et la réalité augmentée pour que les clients puissent voir le rendu des articles lorsqu’ils les portent. De nombreux opticiens ont désormais intégré des technologies similaires à leurs sites internet pour l’essayage des lunettes.
Même si elle n’est pas encore tout à fait généralisée et que de nombreuses plateformes logicielles proposent un suivi de base facile à perdre, la virtualisation du commerce de détail continue à progresser. Certains détaillants proposent déjà des suggestions de montures de lunettes reposant sur l’analyse des traits du visage, et il ne fait aucun doute que les progrès de l’IA permettront à d’autres d’adopter cette technologie pour dynamiser les ventes en ligne.
Point clé
Peu de gens s’en rendent compte, mais le scan 3D est au cœur des fonctionnalités des smartphones courants et des sites d’achat en ligne.
CGI
Le scan 3D continue également de prospérer en tant que moyen de créer des images de synthèse incroyablement réalistes pour les jeux vidéo, les émissions de télévision, les films et plus encore. Au lieu de concevoir des personnages, des accessoires ou des environnements à partir de zéro, il est beaucoup plus rapide de les construire à partir de scans, car cela permet aux créateurs d’offrir au public des expériences plus immersives.
Ainsi, le spécialiste californien des effets spéciaux FXTC a utilisé le scanner 3D Space Spider pour créer des images de CGI étonnamment réalistes pour la série The Walking Dead. Les scans en couleur et en haute résolution des accessoires et des visages des acteurs ont été utilisés pour donner vie au décor de la série et, dans un épisode spécifique, pour concrétiser la vision des producteurs pour une scène d’amputation épouvantable.
Parmi les autres applications CGI très médiatisées, on trouve le scan du visage d’Arnold Schwarzenegger dans son rôle de Terminator qui a ensuite été utilisé dans le film Terminator Genisys. L’utilisateur d’Eva, TNG Visual Effects, a également travaillé sur des effets spéciaux pour toutes sortes de franchises, de Twilight à Superman.
Médical et dentaire
En milieu clinique, le scan 3D est un formidable outil sans contact qui permet d’adapter avec précision les dispositifs médicaux et les implants dentaires à l’anatomie des patients. Les grands brûlés, par exemple, peuvent être équipés de masques de protection sans avoir à supporter de douloureux moulages en plâtre.
La numérisation 3D professionnelle est également en plein essor dans le domaine de la chirurgie craniofaciale. Un pionnier, le Dr Sheryl Lewin, utilise le Space Spider ultra précis pour créer des implants auriculaires personnalisés en cas de microtie. Grâce à la vitesse et à la résolution de l’appareil, elle est désormais en mesure de réaliser des greffes correspondant parfaitement aux oreilles saines des patients et de les implanter d’une manière moins incommodante.
Parallèlement, le scan facial de précision connaît toujours autant de succès auprès des dentistes. Au Center for Implant Dentistry, l’alignement des implants dentaires grâce au scan 3D fait désormais partie des soins courants. En passant de la photographie et du scan intra-oral à la capture avec Space Spider, le cabinet a pu proposer aux patients des aperçus de leurs sourires plus rapidement et avec plus de précision.
Archéologie
Les appareils professionnels ne servent pas uniquement à scanner le visage des individus vivants, ils sont également utilisés par les archéologues et les analystes en médecine légale pour numériser les personnes décédées. Pour les chercheurs du Face Lab, basé au Royaume-Uni, Space Spider leur permet de redonner vie à des personnages historiques afin de les présenter à un nouveau public.
Ainsi, les scans couleur haute précision de l’appareil ont permis de découvrir le visage de Robert the Bruce, et des modèles du roi écossais se trouvent désormais dans différents musées d’Europe. De même, aux États-Unis, des chercheurs ont pu reconstituer l’apparence du « guerrier griffon » de l’âge de bronze grâce au scan 3D, après la découverte de sa tombe 3 500 ans après sa mort.
Criminalistique
Dans le domaine de la criminalistique, le scan du visage peut également aider les enquêteurs de la police à découvrir des indices sur les scènes de crime. La numérisation du corps des victimes et d’autres preuves médico-légales avec une précision submillimétrique leur permet de revenir sur les lieux, de les analyser longtemps après leur nettoyage et de les utiliser pour étayer les poursuites judiciaires.
En effet, les scanners professionnels peuvent saisir les espaces interdentaires avec une telle précision que les chercheurs expérimentent leur utilisation pour l’analyse des traces de morsure. Ces dernières n’étant pas admises comme preuves dans de nombreux tribunaux, cette technologie pourrait révolutionner ce domaine de la criminalistique et permettre à de nombreuses victimes de tourner la page.
Point clé
Les scanners 3D professionnels capturent les traits du visage avec une telle précision qu’ils sont utilisés dans les cliniques, en criminalistique et en archéologie.
Quel avenir pour le scan facial ?
La reconnaissance faciale reste le fer de lance du scan 3D du visage et la technologie développe sans cesse de nouvelles applications dans ce domaine. Déjà utilisée par la TSA pour identifier les passagers aux États-Unis, elle gagne du terrain dans l’authentification bancaire et, avec 1,3 milliard d’appareils qui devraient intégrer la reconnaissance faciale d’ici à 2024, le marché grand public connaît une croissance exponentielle.
Loin de la capture par téléphone, le scan facial de qualité professionnelle commence également à intéresser un plus grand nombre de niches médicales, criminalistiques et liées à l’imagerie de synthèse. Plus précis que le scan sur smartphone et la photogrammétrie, les appareils Artec répondent aux besoins des utilisateurs confirmés, qu’ils exercent dans le domaine de l’animation, de l’archéologie ou dans un cabinet médical.
Quelle est donc la prochaine étape pour cette technologie ? Le scan 3D professionnel présente une telle avancée par rapport aux autres technologies de capture du visage qu’il continuera sans aucun doute à trouver de nouvelles applications partout où la rapidité et la précision sont essentielles.
Plus d'articles du
Centre d'apprentissage
Des prothèses sur mesure aux vêtements parfaitement ajustés, des figurines imprimées en 3D aux avatars de jeux réalistes, les scanners corporels 3D deviennent un instrument clé pour obtenir des informations précieuses sur le corps humain. Dans cet article, nous aborderons les différents types de scanners corporels 3D ainsi que les principaux défis posés par le scan du corps humain, et nous examinerons comment ces scanners sont utilisés dans le secteur de la santé, l’industrie du sport, la mode et le divertissement.
Les modèles 3D sont partout. Ils se cachent derrière chaque objet physique que nous rencontrons, et sont largement utilisés dans divers secteurs. Dans ce guide, nous aborderons les méthodes de modélisation 3D les plus populaires, de la conception d’un modèle à partir de zéro à la numérisation d’un objet physique à l’aide d’un scanner 3D.
Avec l’intégration croissante de technologies avancées telles que l’IA, la RV et le scan 3D dans la fabrication, la limite entre le physique et le virtuel n’a jamais été aussi floue, si bien que certains affirment que nous assistons à une quatrième révolution industrielle. Au cœur de cette refonte de l’« industrie 4.0 » : le « jumeau numérique », une copie virtuelle d’une pièce, d’un actif, d’un système ou d’un processus qui peut être utilisée pour suivre ou améliorer les performances. Dans cet article, nous expliquons comment ces jumeaux sont fabriqués, dans quels domaines ils sont utilisés et les perspectives qu’ils pourraient ouvrir.